Genetischer Code / Code Sonne [Eigenschaften] - DNA in Aminosäuren übersetzen [Genetik, Oberstufe] 

In diesem Video geht es um den genetischen Code - einem Code, mithilfe dessen festgelegt wird, welche Aminosäuren in ein Polypeptid bzw. Protein eingebaut werden. Ihr merkt bereits - wir müssen das Thema in einen übergeordneten Zusammenhang betrachten, um es nachvollziehbar und logisch zu machen. Wahrscheinlich ist euch der Aufbau der DNA bereits bekannt und ihr beschäftigt euch inhaltlich mit der Proteinbiosynthese - einem Prozess, bei dem Proteine synthetisiert bzw. hergestellt werden. Die Information für die Synthese eines Proteins liegt verschlüsselt in ganz spezifischen Abschnitten auf der DNA vor, die man als Gene bezeichnet - genauer gesagt werden über den Prozess der Proteinbiosynthese also aus Genen als bestimmte DNA-Sequenzen Proteine synthetisiert. Bis ein Protein letztlich entsteht, werden mehrere Schritte durchlaufen - und zwar die Transkription, die RNA-Prozessierung und die Translation. Diese Vorgänge ausführlich erläutert habe ich in entsprechenden Videos - trotzdem sollte man sich nochmal vor Augen führen, was während dieser Vorgänge geschieht: Ein Strang des DNA-Doppelstrangs, den man als codogenen Strang bezeichnet, weil er den Code, die Information für das zu synthetisierende Protein enthält, wird in der Transkription als ersten Teilschritt in komplementäre mRNA-Nukleotide transkribiert bzw. umgeschrieben. Eine wesentliche Eigenschaft der DNA ist die komplementäre Basenpaarung: Adenin paart immer nur mit der gegenüberliegenden Base Thymin, Guanin paart nur mit Cytosin. Betrachtet man sich die vier RNA-Basen, so fällt auf: Thymin - die Komplementärbase zu Adenin in der DNA, existiert nicht als RNA-Base - die RNA-Base Uracil fungiert als Komplementärbase zu Adenin. Die so entstehende prä-mRNA wird über den zweiten Teilschritt, der mRNA-Prozessierung so modifiziert, dass eine reife mRNA entsteht, die anschließend aus dem Zellkern zu den Ribosomen transportiert wird, wo sie im letzten Teilschritt, der Translation, in die Aminosäuresequenz eines Proteins übersetzt wird. Die Translation ist damit also ein Vorgang, bei dem die Information der mRNA dazu dient, eine spezifische Sequenz von Aminosäuren zu bestimmen und zu verknüpfen, sodass ein bestimmtes Polypeptid entsteht. Nicht verunsichern lassen von den unterschiedlichen Begriffen: Der Grundbaustein eines Proteins sind Aminosäuren, und durch die Verknüpfung dieser Aminosäuren über eine Peptidbindung entsteht ein Polypeptid, also ein aus verschiedene AS aufgebautes Produkt - und dieses bezeichnet man wiederum als Protein (Visualisierung hier erforderlich!)
Wenn wir uns nun nochmal in Erinnerung rufen, dass mithilfe des genetischen Codes festgelegt wird, welche Aminosäuren in ein Protein eingebaut werden, dann wissen wir, dass wir uns auf Translationsebene befinden. Bei der Translation kann man den genetischen Code heranziehen, der festlegt, in welche Abfolge von Aminosäuren eine mRNA-Sequenz translatiert wird.
Eine erste Eigenschaft des genetischen Codes ist, dass es sich um einen Triplett-Code handelt: Drei aufeinanderfolgende Basen codieren für eine Aminosäure. Eng daran geknüpft ist eine weitere Eigenschaft: Der Code ist eindeutig: Drei aufeinanderfolgende RNA-Basen, auch ein RNA-Triplett oder Codon genannt, stehen dabei für eine Aminosäure.
Es existieren insgesamt 64 verschiedene Möglichkeiten, wie man die vier RNA-Basen anordnen kann. Weil es aber nur 20 Aminosäuren gibt, muss es einige Tripletts geben, die für dieselbe Aminosäure codieren. Das ist eine weitere, wichtige Eigenschaft des genetischen Codes: Er ist redundant - eine Aminosäure kann von mehreren Tripletts codiert werden.
Eine weitere Eigenschaft des Codes ist, dass er kommafrei und nichtüberlappend ist. Dadurch, dass der Code eindeutig ist und immer ein Triplett jeweils für eine Aminosäure codiert, ist der Code überlappungsfrei: die Basen-Tripletts liegen niemals übereinander bzw. überschneiden sich - eine Base - wie in diesem Fall die dritte Base Uracil gehört nie zu zwei oder mehreren Tripletts sie kann nicht gleichzeitig die erste Base des nächsten Codons bilden wie hier skizziert. Unter kommafrei versteht man, dass es innerhalb der RNA-Sequenz keine Pause-Signale oder Kommas gibt, die jeweils den Beginn oder das Ende eines Tripletts signalisieren.
Eine letzte Eigenschaft des genetischen Codes habe ich noch nicht erwähnt - und zwar, dass er (fast) universell ist - d.h., dass dieser Code für fast alle Organismen auf der Welt anwendbar ist.